Hoe Drive-by-Wire-technologie werkt

Concept Cars Afbeeldingengalerij Is drive-by-wire de weg van de toekomst voor auto's? Bekijk meer foto's van conceptauto's. AP Foto / Greg Baker

Dus daar zit je, ga zitten terwijl je de joystick vastpakt. Als u het bedieningselement omhoog duwt, wordt uw voertuig vooruit gebracht, terwijl u het van links naar rechts duwt, de auto naar links of rechts stuurt. Klaar om te gaan, je blokkeert het gas naar voren en wint aan snelheid. Uw auto accelereert steeds sneller - dat wil zeggen, totdat u het dichtstbijzijnde stoplicht bereikt, waar u langzaam tot stilstand komt.

Wat is dit, een soort saai videogame waarbij de regels zijn om de snelheidslimiet en normale, alledaagse wetten te volgen? Nee. In feite zou deze situatie, waarin de bestuurder een joystick of controller in de vorm van een videogame gebruikt, binnenkort werkelijkheid kunnen worden in de auto's die op de vloer van de showroom verschijnen..

Een technologie die bekend staat als drive-by-wire, ook wel "x-by-wire" of simpelweg "by-wire" genoemd, kan de manier waarop mensen rijden veranderen. Een auto met dit type systeem zou voornamelijk afhankelijk zijn van elektronica om een ​​breed scala aan voertuigbewerkingen te regelen, waaronder accelereren, remmen en, zoals vermeld in ons eerdere voorbeeld, sturen. Conventionele auto's gebruiken voornamelijk hydraulische en mechanische technologie om dezelfde basishandelingen van het voertuig uit te voeren, en hoewel de systemen krachtig zijn, kunnen ze in de loop der jaren te complex, inefficiënt en bevorderlijk zijn voor slijtage..

Maar door de jaren heen hebben fabrikanten en externe onderzoekers en uitvinders computers en elektronica geïntegreerd in moderne auto's. Als chauffeurs gewoon aan het idee zouden kunnen wennen, kunnen drive-by-wire-systemen het comfort, de functionaliteit en de veiligheid tijdens het rijden verhogen. Computers en sensoren zouden commando's analyseren en voertuigen precies instrueren wat ze moesten doen. En by-wire-systemen hebben ook een ecologische invalshoek, aangezien de technologie het brandstofverbruik kan verbeteren en de motoremissies kan verminderen of verbeteren.

De term is misschien ook bekend bij luchtvaartliefhebbers, aangezien vliegtuigen sinds de jaren negentig systemen gebruiken die "fly-by-wire" worden genoemd. Die technologie gebruikt, net als drive-by-wire, elektrische draden om de normale operaties van een vliegtuig te besturen. Hoe werkt drive-by-wire in een auto? Hoe kunnen chauffeurs versnellen, vertragen en sturen met slechts een netwerk van draden? Is het veilig of zijn er zorgen over drive-by-wire-systemen??

Drive-by-wire-systemen voor accelereren, remmen en sturen hebben het grootste potentieel om de mechanische koppeling onder de motorkap te verminderen. AP Photo / Keystone / Laurent Gillieron

In een typisch hydraulisch en mechanisch systeem is er een grote wirwar van onderdelen die verschillende aspecten van de werking van het voertuig regelen. Door de hele auto heen zijn de rembekrachtiger, hoofdcilinder, stuurkolom, stuuras, tandheugeloverbrenging, hydraulische leidingen en diverse kabels en koppelingen verbonden. Deze componenten werken samen en onafhankelijk om ons een vlotte rijervaring te geven. Ze voegen echter ook gewicht toe aan het voertuig en kunnen na verloop van tijd achteruitgaan.

In een drive-by-wire-systeem zouden de meeste of alles worden vervangen door elektrische draden. In elk type by-wire-systeem registreren sensoren informatie en geven ze gegevens door aan een computer of een reeks computers, die de elektrische energie omzetten in mechanische beweging. Er zijn verschillende soorten drive-by-wire-systemen, daarom wordt het ook wel x-by-wire genoemd. Hier zijn enkele van de belangrijkste by-wire-systemen:

• Throttle-by-wire -- Throttle-by-wire, of accelerate-by-wire, was het eerste type drive-by-wire-systeem dat werd geïntroduceerd. Deze systemen maken gebruik van een pedaaleenheid en een motormanagementsysteem. Het pedaal maakt gebruik van sensoren die meten hoeveel of hoe weinig de bestuurder het gaspedaal beweegt, en de sensoren sturen die informatie naar het motormanagementsysteem. Het motormanagementsysteem is een computer die onder meer bepaalt hoeveel brandstof er nodig is, en deze input levert aan een actuator - een apparaat dat energie omzet in mechanische beweging. Het pedaal zou hetzelfde pedaal kunnen zijn dat bestuurders tegenwoordig gewend zijn te gebruiken, een gemakkelijk te bereiken kussentje dat bij de voet is geplaatst en die wordt ingedrukt om de auto te versnellen. Dezelfde operatie zou ook kunnen worden geïntegreerd in een joystick of videogame-achtige controller, waardoor de behoefte aan een voetpedaal volledig zou verdwijnen. Dit vereist natuurlijk dat bestuurders hun handen gebruiken om te accelereren, remmen en sturen.

• Brake-by-wire -- Er zijn eigenlijk twee soorten brake-by-wire-systemen. Hydraulische of "natte" rem-by-wire gebruikt extra hydraulische onderdelen om druk op de remmen te creëren. Elektrische of 'droge' rem-by-wire, aan de andere kant, gebruikt gewoon een elektrische motor en geen hydraulische remvloeistof.

• Sturen via draad -- Sensoren detecteren de bewegingen van het stuur en sturen informatie naar een microprocessor. De computer stuurt vervolgens opdrachten naar actuatoren op de assen, die draaien volgens de aanwijzingen van de bestuurder.

Dit klinkt allemaal best goed, toch? Welnu, ga naar de volgende pagina waar we de voor- en nadelen van een drive-by-wire-systeem bespreken.

Hoewel drive-by-wire veel voordelen biedt voor autosystemen, hebben zorgen over betrouwbaarheid de volledige acceptatie ervan vertraagd. AP Photo / Andree-Noelle Pot

Sommige mensen zijn enthousiast over het vooruitzicht van meer drive-by-wire-systemen in auto's. Door conventionele gasklepsystemen te vervangen, kunnen drive-by-wire-systemen het aantal bewegende delen in een voertuig aanzienlijk verminderen. Dit vermindert het gewicht, verhoogt de operationele nauwkeurigheid en verlengt de tijd tussen servicebezoeken voor zaken als mechanisch onderhoud en andere aanpassingen. Sommige by-wire-systemen hebben zelfs helemaal geen service nodig. Minder gewicht en een betere nauwkeurigheid zouden gelijk staan ​​aan een betere brandstofefficiëntie en minder emissies.

Klinkt goed, toch? Hoewel het een gevestigde waarde is in de luchtvaartindustrie, is drive-by-wire traag in de introductie van de auto geweest. Het probleem voor sommige autofabrikanten is de chauffeurs ervan te overtuigen dat de systemen veilig zijn. Vanwege de complexiteit van drive-by-wire-systemen maken sommige mensen zich zorgen over mogelijke elektronische storingen in sensoren en computers, wat kan leiden tot voertuigschade of zelfs auto-ongelukken en passagiersletsel.

Een argument tegen drive-by-wire is dat elk systeem dat software gebruikt, kan falen, ongeacht hoe vaak die software is getest. In het ergste geval kunnen de sensoren op een brake-by-wire-systeem bijvoorbeeld een rekenfout maken, waardoor de remklauw en remblokken een verkeerde hoeveelheid druk uitoefenen - ofwel te licht of te sterk - naar de rotor. Als de bestuurder niet op de hoogte is van interne systeemproblemen, kan de bestuurder die het brake-by-wire-systeem gebruikt mogelijk een ongeval krijgen, ook al dacht hij of zij dat de juiste hoeveelheid druk op het rempedaal werd uitgeoefend.

In ieder geval verwijzen de meeste mensen naar het gezegde dat alle software zo goed is als de programmeurs en fabrikanten die deze hebben gebouwd en ontworpen. Vanwege de betrouwbaarheid van fly-by-wire in vliegtuigen, is het waarschijnlijk dat ervaring en producttests meer drive-by-wire-systemen veilig in alledaagse auto's kunnen brengen. Verschillende autobedrijven gebruiken (of hebben al gebruikt) verschillende drive-by-wire-systemen in hun voertuigen, waaronder BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen en Nissan.

Volg de links op de volgende pagina voor meer informatie over batterijtechnologie, hybride auto's en andere gerelateerde onderwerpen.

Gerelateerde artikelen

• 5 manieren waarop hybride batterijpakketten worden verbeterd
• Hoe Brake Assist werkt
• Hoe remmen werken
• Hoe remblokken werken
• Hoe remklauwen werken
• Hoe remschijven werken

Bronnen

• Burgin, Richard en Will Valdez. "Death-By-Wire." Software Engineering Ethics Research Institute. 2002. (15 april 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
• CNET Verklarende woordenlijst. "Drive-by-wire." (14 april 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
• Cobra auto-accessoires. "Verklaring van Drive-By-Wire." (13 april 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
• Dorissen, Hans Theo en Klaus Durkopp. "Mechatronica en drive-by-wire-systemen geavanceerde contactloze positiesensoren." Auto-elektronica. 16 juli 2002. (18 april 2009) http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version_Vion=ers = 10 & md5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
• Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-By-Wire hybride brandstofcelvoertuig." Populaire mechanica. Augustus 2002. (15 april 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
• Krebs, Michelle. "Jouw auto, 2022." Populaire wetenschap. 7 april 2002. (15 april 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
• Quinion, Michael. "Drive-by-Wire." Wereldwijde woorden. 6 december 2003. (13 april 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm